температура
Температурата играе решаваща роля в процеса на биологично култивиране. Понастоящем, въпреки че този проект за пречистване на отпадъчни води все още не е постигнал прецизен контрол на температурата на биологичната система, измерването и анализът на температурата във всяка биологична реакционна система и всеки оперативен етап все още предоставя насоки за процеса на аклиматизация и култивиране на биологичната утайка. Той осигурява основа за обяснение на различни явления по време на процеса на биологично култивиране и помага на ръководството и операторите да правят правилни и навременни преценки относно работата и управлението на системата.
Температурата значително влияе върху нивото на активност на микроорганизмите в активната утайка (включително анаеробни, факултативни и аеробни процеси), а също така влияе върху фактори като разтворен кислород и скорост на аериране, както и скоростта на биологичните реакции.
Различни видове микроорганизми растат в различни температурни диапазони, приблизително от 5 градуса до 80 градуса. В рамките на този температурен диапазон те могат да бъдат разделени на минимална температура на растеж, максимална температура на растеж и оптимална температура на растеж. Въз основа на температурния диапазон, към който се адаптират микроорганизмите, те могат да бъдат класифицирани в три категории: мезофилни, термофилни и хирфилни.
Мезофилните микроорганизми растат при температури, вариращи от 20 градуса до 45 градуса, психрофилните микроорганизми растат под 20 градуса, а термофилните микроорганизми растат над 45 градуса. При аеробно биологично пречистване на отпадъчни води мезофилните бактерии са доминиращи, с оптимална температура на растеж и размножаване от 20 градуса до 37 градуса. Когато температурата надвиши максималната температура на растеж, протеините на микроорганизмите бързо се денатурират и техните ензимни системи се разрушават, което води до загуба на активност; в тежки случаи микроорганизмите могат да умрат. Ниските температури намаляват метаболитната активност на микроорганизмите, което води до състояние на спиране на растежа и възпроизводството, въпреки че те все още запазват своята жизненост.
При анаеробно биологично третиране оптималният температурен диапазон за мезофилните метаногени е между 20 градуса и 40 градуса, докато за термофилните бактерии е 50 градуса до 60 градуса. Анаеробното биологично третиране обикновено използва температури от 33 градуса до 38 градуса и 50 градуса до 57 градуса.
рН стойност
Различните микроорганизми имат различни диапазони на толерантност към pH. Например, бактериите, актиномицетите, водораслите и протозоите имат диапазон на толерантност към pH от 4 до 10. Повечето бактерии виреят в неутрална до леко алкална среда (pH 6,5–7,5); сяро-окисляващите бактерии предпочитат кисела среда с оптимално pH 3, но могат да живеят и в среда с pH 1,5; дрождите и плесените изискват кисела или леко кисела среда с оптимално рН от 3,0–6,0 и могат да се адаптират към диапазон на рН от 1,5–10. Поддържането на оптимален диапазон на pH е от решаващо значение в процесите на биологично третиране на отпадъчни води.
Например, когато се използва процесът на активна утайка за третиране на отпадъчни води, ако рН на смесената течност в аерационния резервоар достигне 9,0, протозоите ще се променят от активни към бавни, лепкавите вещества в бактериалните флокули ще се разпаднат, структурата на активната утайка ще бъде повредена и ефективността на обработката ще намалее значително. Ако рН на вливането внезапно спадне, смесената течност в резервоара за аериране става кисела, структурата на активната утайка също ще се промени и голямо количество плаваща утайка ще се появи във вторичния резервоар за утаяване. Добре-култивираните и зрели биологични системи притежават силна устойчивост на шокови натоварвания. Значителни флуктуации на pH обаче могат да повлияят на ефективността на реактора и дори да причинят микробна токсичност, водеща до повреда на реактора. Това е така, защото промените в рН могат да променят клетъчния заряд, оказвайки влияние върху усвояването на хранителни вещества и ензимната активност в микробния метаболизъм.
Следователно, при пречистване на отпадъчни води с използване на биологични системи, е от решаващо значение да се осигури на микроорганизмите оптимален диапазон на pH, за да се осигури оптимална работа.
Химическа потребност от кислород (COD)
Тестването на COD стриктно се придържа към националните стандарти за анализ на качеството на отпадъчните води. ХПК е количеството кислород, консумирано, когато химическите окислители окисляват органичните замърсители във водата, изразено в mg/L. По-високият COD показва по-високи нива на органични замърсители във водата. Често използваните окислители включват калиев дихромат и калиев перманганат. Когато като окислител се използва калиев перманганат, измерената стойност се нарича CODMn или просто OC. Когато като окислител се използва калиев бихромат, измерената стойност се нарича CODCr или просто COD. Ако съставът на органичните вещества в отпадъчните води е относително стабилен, съществува определена пропорционална връзка между химическата потребност от кислород (ХПК) и биохимичната потребност от кислород (БПК). Най-общо казано, разликата между ХПК на калиев дихромат и БПК от първия-етап може грубо да бъде представена като органична материя, която не може да се разложи от аеробни микроорганизми.
Тестването и анализът на COD е важна част от пускането в експлоатация и експлоатацията на пречистването на отпадъчни води. От една страна, това помага да се разберат условията на входящия и отпадъчния поток на всяка единица за пречистване в потока на процеса, осигурявайки стабилен входящ поток и предотвратявайки големи колебания и въздействия върху системата. От друга страна, чрез наблюдение на промените в ХПК във входящия и отпадъчния поток преди и след всяка единица за третиране, това помага да се разбере ефектът от обработката и ефективността на единицата. Неговите важни функции могат да бъдат обобщени в следните три точки:
1. Осигуряване на подробни концентрации на входящите и отпадъчните води, което позволява на управленския персонал да коригира работните условия съответно въз основа на промените в концентрацията, осигурявайки нормална и стабилна работа на системата за пречистване на отпадъчни води;
2. Като важен технически индикатор, отразяващ работното състояние и ефективността на пречистване на всяко пречиствателно съоръжение;
3. Осигуряване на база за анализ, преценка и разумно обяснение на различни явления и аномалии, възникващи в цялата система.